Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Übertragungssystem
mit einem Sender zum Übertragen eines
Tons über
einen Übertragungskanal
zu einem Empfänger,
wobei der genannte Empfänger
einen Detektor aufweist zum Detektieren des Vorhandenseins der genannten
Tons in dem empfangenen Signal.The present invention relates
on a transmission system
with a transmitter for transmitting a
Tones over
a transmission channel
to a recipient,
being the named recipient
has a detector for detecting the presence of said
Tones in the received signal.
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich ebenfalls auf einen Empfänger,
einen Tongenerator und auf ein Verfahren zur Tondetektion.The present invention relates
also relate to a recipient,
a tone generator and a method for tone detection.
Ein Übertragungssystem der eingangs
beschriebenen Art ist aus dem Artikel: "ADSI: maximising the synergy between
the network and terminals" von
B. Bowles in "Telephony", den 29. August
1994 bekannt.A transmission system of the beginning
described type is from the article: "ADSI: maximizing the synergy between
the network and terminals "by
B. Bowles in Telephony, August 29
Known in 1994.
Neulich sind Telephonterminals mit
einer Bildwiedergabeanordnung verfügbar geworden. Diese Telephonterminals
arbeiten entsprechend der Norm: "Analogue
Display Service Interface" (ADSI).
Die genannte Norm ermöglicht
eine Übertragung
von Daten nebst der Übertragung
von Sprachsignalen zu und von dem Telephonterminal.Recently, telephone terminals are included
an image display device has become available. These phone terminals
work according to the standard: "Analogue
Display Service Interface "(ADSI).
The mentioned standard enables
a transfer
of data in addition to transmission
of voice signals to and from the telephone terminal.
Um zwischen Sprache und Daten unterscheiden
zu können
wird ein sog. CAS-Signal (CPE Alerting Signal) von dem Sender übertragen
um anzugeben, dass ein Datensignal übertragen wird. Das CAS-Signal wird
durch zwei Töne
gebildet, die eine Frequenz von 2130 Hz und 2750 Hz haben, die während 80
ms gleichzeitig übertragen
werden. Dieser Doppelton soll unter der vorhandenen Sprache detektiert
werden, was eine zuverlässige
Detektion des Doppeltons ziemlich schwer macht.To distinguish between voice and data
to be able to
a so-called CAS signal (CPE alerting signal) is transmitted by the transmitter
to indicate that a data signal is being transmitted. The CAS signal will
through two tones
formed with a frequency of 2130 Hz and 2750 Hz, which during 80
ms simultaneously transmitted
become. This double tone is to be detected under the existing language
be what a reliable
Detection of the double tone makes it quite difficult.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ein Übertragungssystem
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, wobei eine zuverlässige Detektion
eines Tones möglich
ist.It is now u. a. a task of
present invention a transmission system
to create the type described above, being a reliable detection
of a tone possible
is.
Dazu weist die vorliegende Erfindung
das Kennzeichen auf, dass der Detektor einen Korrelator aufweist
zum Herleiten eines kombinierten Korrelationssignals, das repräsentativ
ist für
eine Kombination einer Anzahl Korrelationssignale, die je repräsentativ
sind für
einen Korrelationswert des empfangenen Signals und eines von einer
Anzahl phasenverschobener Bezugssignale, wie in den Ansprüchen 1,
8, 10 und 14 definiert.To this end, the present invention
the indicator that the detector has a correlator
to derive a combined correlation signal that is representative
is for
a combination of a number of correlation signals, each representative
are for
a correlation value of the received signal and one of one
Number of phase-shifted reference signals, as in claims 1,
8, 10 and 14 defined.
Durch Herleitung eines kombinierten
Korrelationssignals, das repräsentativ
ist für
eine Kombination einer Anzahl Korrelationssignale eines Eingangssignals
und einer Anzahl phasenverschobener Bezugssignale, wird ein nützliches
Korrelationssignal erhalten, und zwar ungeachtet der Phase des Eingangssignals.
Außerdem
wird jedes der Korrelationssignale einen Beitrag zu dem kombinierten
Korrelationssignal liefern, was zu einer zuverlässigen Schätzung des Vorhandenseins des
zu detektierenden Tones führt.By deriving a combined
Correlation signal that is representative
is for
a combination of a number of correlation signals of an input signal
and a number of out-of-phase reference signals becomes a useful one
Correlation signal obtained regardless of the phase of the input signal.
Moreover
each of the correlation signals will contribute to the combined
Provide correlation signal, resulting in a reliable estimate of the presence of the
leads to detected tones.
Es sei bemerkt, dass das US Patent
4.216.463 einen Tondetektor beschreibt, bei dem eine Anzahl Korrelationssignale
bestimmt werden, und zwar unter Verwendung phasenverschobener Bezugssignale.
In diesem Tondetektor wird kein kombiniertes Korrelationssignal
hergeleitet, aber nur das größte Korrelationssignal wird
als Ausgangssignal verwendet. Es gibt keinen Beitrag der Korrelationssignale
zu einem kombinierten Korrelationssignal, was zu einer weniger zuverlässigen Detektion
des Vorhandenseins eines Signalisierungstones führt.It should be noted that the US patent
4,216,463 describes a tone detector in which a number of correlation signals
are determined using out-of-phase reference signals.
There is no combined correlation signal in this tone detector
is derived, but only the largest correlation signal is
used as output signal. There is no contribution from the correlation signals
to a combined correlation signal, resulting in less reliable detection
of the presence of a signaling tone.
Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass der Korrelator vorgesehen
ist zum Herleiten modifizierter Korrelationssignale aus den Korrelationssignalen,
wobei eine gerade Funktion benutzt wird, und zum Addieren der genannten
modifizierten Korrelationssignale.An embodiment of the present
The invention is characterized in that the correlator is provided
is for deriving modified correlation signals from the correlation signals,
using a straight function and adding the above
modified correlation signals.
Eine gerade Funktion hat die Eigenschaft,
dass f(x) gleich f(–x)
ist. Beispiele gerader Funktionen sind f(x) = x2,
f(x) = x4. Eine einfache und effektive Art
und Weise zum Kombinieren der Korrelationssignale ist das Addieren
deren Absolutwerte. Das Nehmen des Absolutwertes eines Signals kann
auch als eine gerade Funktion betrachtet werden.A straight function has the property that f (x) is f (–x). Examples of even functions are f (x) = x 2 , f (x) = x 4 . A simple and effective way to combine the correlation signals is to add their absolute values. Taking the absolute value of a signal can also be considered a straight function.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Bezugssignale vier
Bezugssignale aufweisen, die eine Phasendifferenz von π/4 untereinander
aufweisen. Die Verwendung eines Korrelators, der aus dem Ausgangssignal
und vier Bezugssignalen mit einer Phasendifferenz von π/4 untereinander,
ein kombiniertes Korrelationssignal herleitet, hat sich als ein
gutes Kompromiss zwischen Leistung und Komplexität erwiesen.Another embodiment of the present
The invention is characterized in that the reference signals are four
Have reference signals that have a phase difference of π / 4 with each other
exhibit. The use of a correlator derived from the output signal
and four reference signals with a phase difference of π / 4 from one another,
deriving a combined correlation signal has proven to be a
good compromise between performance and complexity.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass der Detektor einen Korrelator
aufweist zum Herleiten eines kombinierten Korrelationssignals, das
repräsentativ
ist für eine
Anzahl Korrelationssignale, die je repräsentativ sind für einen
Korrelationswert des Eingangssignals und eines einer Anzahl phasenverschobener
Bezugssignale.Another embodiment of the present
The invention is characterized in that the detector is a correlator
comprises for deriving a combined correlation signal, the
representative
is for one
Number of correlation signals, each representative of one
Correlation value of the input signal and one of a number of out of phase
Reference signals.
Die Verwendung wenigstens eines zusätzlichen
Korrelators, der sich während
der Messperioden, die gegenüber
der Messperiode des Korrelators verschoben sind, in einem Messzustand
befindet, ermöglicht
die Detektion eines Tones mit einer unbekannten Eintreffzeit. Durch
Verwendung untereinander verschobener Messperioden kann gewährleistet
werden, dass immer wenigstens ein Korrelationsmittel sich während des kompletten
Intervalls, in dem der zu detektierende Ton vorhanden ist, in dem
Messzustand befindet.The use of at least one additional
Correlator that during
of the measurement periods opposite
the measurement period of the correlator are shifted in a measurement state
located, enables
the detection of a tone with an unknown arrival time. By
Use of mutually shifted measuring periods can be guaranteed
that at least one correlation tool is always present during the complete
Interval in which the sound to be detected is present in which
Measurement state.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall näher beschrieben.
Es zeigen:Embodiments of the invention
are shown in the drawing and are described in more detail in the present case.
Show it:
1 ein Übertragungssystem
nach der vorliegenden Erfindung, 1 a transmission system according to the present invention,
2 eine
digitale Ausführungsform
eines Tondetektors, der bei einem Übertragungssystem nach der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, 2 a digital embodiment of a sound detector, which in a transmission system according to the present invention is used
3 ein
Zeitdiagramm verschiedener Signale in dem Tondetektor nach 3 a timing diagram of various signals in the tone detector
2, 2 .
4 einen
Tondetektor mit vier Korrelatoren zur Verwendung in einem Übertragungssystem
nach der vorliegenden Erfindung, 4 a tone detector with four correlators for use in a transmission system according to the present invention,
5 ein
Zeitdiagramm des Tondetektors nach 4, 5 a timing diagram of the sound detector 4 .
6 eine
alternative Anordnung der in dem Tondetektor nach 4 zu verwendenden Zähler, 6 an alternative arrangement according to the in the sound detector 4 counter to be used,
7 ein
Flussdiagramm einer Softwareimplementierung des Tondetektors nach 4, 7 a flowchart of a software implementation of the sound detector 4 .
8 ein Übertragungssystem
nach einer noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 8th a transmission system according to yet another embodiment of the present invention,
9 eine
Alternative für
das Entscheidungselement 207 nach 8 und 9 an alternative for the decision element 207 to 8th and
10 die
Ausgangssignale der Stärkenmessanordnungen 216 und 218 als
Funktion des Dralls. 10 the output signals of the strength measuring arrangements 216 and 218 as a function of the swirl.
In dem Übertragungssystem nach 1 wird ein zu übertragendes
Signal einem sender 2 zugeführt. Der Ausgang des Senders 2 trägt das zu übertragende
Signal, möglicherweise
in Kombination mit einem Signalsierungston. Dieser Ausgang ist über einen Übertragungskanal
mit einem Terminal 6 gekoppelt. Der Eingang des Terminals 6 ist
mit einem Eingang einer Selektors 8 und mit einem Eingang
eines Tondetektors 10 verbunden.In the transmission system after 1 a signal to be transmitted becomes a transmitter 2 fed. The output of the transmitter 2 carries the signal to be transmitted, possibly in combination with a signaling tone. This output is via a transmission channel with a terminal 6 coupled. The entrance to the terminal 6 is with an input of a selector 8th and with an input of a sound detector 10 connected.
Der Eingang des Tondetektors 10 ist
mit einem Eingang eines Tiefpassfilters 12 verbunden. Der
Ausgang des Tiefpassfilters 12 ist mit einem Eingang des
Korrelators verbunden, der die Korrelationselemente 14, 16, 18 und 20 umfasst.
Der Eingang des Kor relationselementes 14 [16, 18, 20]
ist mit einem ersten Eingang eines Multiplizierers 24 [26, 28, 30]
verbunden, dessen Ausgang mit einem Integrator 32 [34, 36, 38]
verbunden ist. Ein Ausgang eines Bezugsgenerators, der das Ausgangssignal ϕ1 [ϕ2, ϕ3, ϕ4] trägt, ist
mit einem zweiten Eingang des Multiplizierers 24 [26, 28, 30]
verbunden.The entrance of the sound detector 10 is with an input of a low pass filter 12 connected. The output of the low pass filter 12 is connected to an input of the correlator, which contains the correlation elements 14 . 16 . 18 and 20 includes. The entrance of the corr relations element 14 [ 16 . 18 . 20 ] is with a first input of a multiplier 24 [ 26 . 28 . 30 ] connected, the output of which is connected to an integrator 32 [ 34 . 36 . 38 ] connected is. An output of a reference generator, which carries the output signal ϕ 1 [ϕ 2 , ϕ 3 , ϕ 4 ], is with a second input of the multiplier 24 [ 26 . 28 . 30 ] connected.
Die Ausgänge der Korrelationselemente 14, 16, 18 und 20,
welche die Korrelationssignale tragen, werden durch die Ausgänge der
Integratoren 32, 34, 36 bzw. 40 gebildet.
Diese Ausgänge
sind mit entsprechenden Eingängen
eines Addierers 42 verbunden. Der Ausgang des Addierers 42 ist
mit einem ersten Eingang einer Vergleichsstufe 44 verbunden.
Ein Bezugssignal THR wird einem zweiten Eingang der Vergleichsstufe 44 zugeführt.The outputs of the correlation elements 14 . 16 . 18 and 20 , which carry the correlation signals, are through the outputs of the integrators 32 . 34 . 36 respectively. 40 educated. These outputs are with corresponding inputs of an adder 42 connected. The output of the adder 42 is with a first input of a comparison stage 44 connected. A reference signal THR becomes a second input of the comparison stage 44 fed.
Der Ausgang der Vergleichsstufe 44 ist
mit einem Steuereingang des Selektors 8 verbunden. Ein
Telephonhörer 56 und
ein LCD-Schirm 58 sind mit dem Selektor 8 verbunden.The output of the comparison stage 44 is with a control input of the selector 8th connected. A telephone handset 56 and an LCD screen 58 are with the selector 8th connected.
In dem Übertragungssystem nach 1 werden die von dem Terminal 6 empfangenen, übertragenen Daten
dem Hörer 56 oder
der (LCD) Wiedergabeanordnung 58 zugeführt, und zwar in Abhängigkeit
von dem Empfang eines einzigen Signalisierungstones. Nachdem der
Signalisierungston von dem Tondetektor 10 detektiert worden
ist, wird eine Umschaltung vorgenommen.In the transmission system after 1 are those from the terminal 6 received, transmitted data to the listener 56 or the (LCD) display device 58 supplied, depending on the reception of a single signaling tone. After the signaling tone from the tone detector 10 a switchover is made.
Das empfangene Signal wird von dem
Tiefpassfilter 12 gefiltert zum Eliminieren von Störsignalen,
wie Rausch- und Sprachanteilen außerhalb des Frequenzbereichs
entsprechend dem zu detektierenden Signalisierungston. In den korrelierenden
Elementen 14, 16, 18 und 20 wird
das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 12 mit einem entsprechenden
Bezugssignal mit der Phase ϕ1, ϕ2, ϕ3 und ϕ4 multipliziert. Die Frequenz des Bezugssignals
entspricht der Frequenz des zu detektierenden Signalisierungstons.
Die Integratoren 32, 34, 36 und 40 bestimmen
den integrierten Wert des Ausgangssignal des entsprechenden Multiplizierers 24, 26, 28 bzw. 30 und
bestimmen danach den Absolutwert des integrierten Wertes. Die Ausgangssignale
der Integratoren 32, 34, 36 und 40 werden
von dem Addierer 42 zu einem kombinierten Korrelationssignal
addiert. Ein kombiniertes Korrelationssignal, das im Wesentlichen
von Null abweicht, wird vorhanden sein, wenn das Eingangssignal
einen Signalisierungston mit einer Frequenz umfasst entsprechend
der Frequenz fc des Bezugssignals. Die erlaubte
Frequenzabweichung ist abhängig
von der verwendeten Messzeit. Diese verwendete Messzeit wird durch
die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Rückstellzeitpunkten der Integratoren 32
... 40 definiert. Eine endliche Messzeit Tm führt zu einer
rechtwinkligen Fensterfunktion, angewandt auf das Ausgangssignal
der Multiplizierer. Dies führt
in einer Frequenzdomäne
zu einer Filterfunktion entsprechend:The received signal is from the low pass filter 12 filtered to eliminate interference signals such as noise and speech components outside the frequency range in accordance with the signaling tone to be detected. In the correlating elements 14 . 16 . 18 and 20 becomes the output signal of the low pass filter 12 multiplied by a corresponding reference signal with the phases ϕ 1 , ϕ 2 , ϕ 3 and ϕ 4 . The frequency of the reference signal corresponds to the frequency of the signaling tone to be detected. The integrators 32 . 34 . 36 and 40 determine the integrated value of the output signal of the corresponding multiplier 24 . 26 . 28 respectively. 30 and then determine the absolute value of the integrated value. The output signals of the integrators 32 . 34 . 36 and 40 are from the adder 42 added to a combined correlation signal. A combined correlation signal that deviates substantially from zero will be present if the input signal comprises a signaling tone with a frequency corresponding to the frequency f c of the reference signal. The permissible frequency deviation depends on the measuring time used. This measuring time is determined by the time between two successive reset times of the integrators 32 ... 40 Are defined. A finite measurement time T m leads to a rectangular window function, applied to the output signal of the multiplier. In a frequency domain, this leads to a filter function corresponding to:
Die Übertragungsfunktion nach (1)
zeigt eine Hauptkeule mit einer Breite gleich 1/Tm,
was zu einer Bandbreite von etwa 1/Tm führt. Dadurch,
dass für
die Messzeit ein geeigneter Wert gewählt wird, kann jede gewünschte Frequenzauflösung erhalten
werden. Weil die Messzeit Tm auf einfache
Art und Weise geändert werden
kann, kann die Frequenzauflösung
auch auf einfache Weise geändert
werden.The transfer function according to (1) shows a main lobe with a width equal to 1 / T m , which leads to a bandwidth of approximately 1 / T m . By choosing a suitable value for the measurement time, any desired frequency resolution can be obtained. Because the measurement time T m can be changed in a simple manner, the frequency resolution can also be changed in a simple manner.
Durch Verwendung von vier Bezugssignalen
mit einer Phasenerhöhung
um π/4,
wird immer ein höheres
Korrelationssignal erzeugt, ungeachtet der Phase des Bezugstons.
Es zeigt sich, dass die Amplitudenvariation des kombinierten Korrelationssignals
als Funktion der Phase des Signalisierungstons weniger ist als 10%.By using four reference signals
with a phase increase
around π / 4,
will always be a higher one
Correlation signal generated regardless of the phase of the reference tone.
It shows that the amplitude variation of the combined correlation signal
as a function of the phase of the signal tone is less than 10%.
Das Ausgangssignal des Addierers 42 wird
von der Vergleichsstufe 44 mit einem Schwellenwert THR verglichen.
Von der Vergleichsstufe 44 wird ein Detektionssignal erzeugt,
wenn das kombinierte Korrelationssignal den Schwellenwert übersteigt,
was das Vorhandensein eines Signalisierungstons angibt.The output signal of the adder 42 is from the comparison level 44 compared to a threshold THR. From the comparison level 44 a detection signal is generated when the combined correlation signal exceeds the threshold, indicating the presence of a signaling tone.
Es dürfte einleuchten, dass die
zu addierenden, korrelierten Signale durch Gewichtung der Korrelationssignale
mit einem Faktor, der von dem wirklichen Korrelati onswert abhängig ist,
erhalten werden. Dieses Gewichten entspricht der Durchführung eines
nicht linearen Vorgangs an dem Korrelationssignal. Die Anwendung
einer derartigen Gewichtung führt
zu einem verringerten Einfluss des Korrelationssignals mit einer
geringen Größe, die
durch Störanteile
beeinträchtigt
werden kann.It should be clear that the
correlated signals to be added by weighting the correlation signals
with a factor that depends on the real correlation value,
be preserved. This weighting corresponds to performing one
non-linear process on the correlation signal. The application
such a weighting leads
to a reduced influence of the correlation signal with a
small size that
due to interference
impaired
can be.
Es dürfte einleuchten, dass wenn
ein Doppelton zum Signalisieren verwendet wird, zwei Tondetektoren,
je einen für
jeden Ton erforderlich sind. Die Tondetektoren können die gleiche Konstruktion
haben wie der Detektor 10, sollen aber für verschiedene
Tonfrequenzen entworfen werden. Dies kann auf einfache Weise gemacht
werden durch Änderung
der Frequenz des Bezugssignals. Der Doppelton wird als anwesend
betrachtet, wenn die beiden Tondetektoren das Vorhandensein des
entsprechenden Tones angeben. Im Falle eines Doppeltons werden die
zwei Ausgänge
der Tondetektoren in einem UND-Gatter kombiniert und das Ausgangssignal
des UND-Gatters wird dem Eingang des Selektors 8 zugeführt.It will be appreciated that if a double tone is used for signaling, two tone detectors, one for each tone, are required. The tone detectors can be of the same construction as the detector 10 , but should be designed for different sound frequencies. This can be done easily by changing the frequency of the reference signal. The double tone is considered present if the two tone detectors indicate the presence of the corresponding tone. In the case of a double tone, the two outputs of the tone detectors are combined in an AND gate and the output signal of the AND gate becomes the input of the selector 8th fed.
In dem digitalen Tondetektor 10 nach 2 wird das Eingangssignal
einem Tiefpassfilter 12 zugeführt. Der Ausgang des Tiefpassfilters
ist mit einem Eingang eines Slicers 60 verbunden. Der Ausgang
des Slicers 60 ist mit einem Eingang des durch die Korrelationselemente 62, 64, 66 und 68 gebildeten
Korrelators verbunden. Der genannte Eingang der Korrelationselemente 62, 64, 66, 68 ist
mit einem ersten Eingang eines EXKLUSIV-NOR-Gatters 70, 74, 78 bzw. 82 verbunden.
Zweite Eingänge
der EXKLUSIV-NOR-Gatter 70, 74, 78 und 84 sind
mit entsprechenden Ausgängen
eines Bezugssignalgenerators 86 verbunden, welche die Ausgangssignale ϕ1, ϕ2, ϕ3 und ϕ4 tragen.
Der Ausgang des EXKLUSIV-NOR-Gatters 70 [74, 78, 82]
ist mit einem VOR/RÜCKWÄRTS-Steuereingang
eines Vor/Rückwärtszählers 72 [76, 80, 84]
verbunden. Jedem der Vor/Rückwärtszähler 72, 76, 80 und 84 wird
ein Taktsignal und ein Rückstellsignal
zugeführt.
Die Ausgänge der
Zähler 72, 76, 80 und 84,
die je ein Ausgangssignal entsprechend dem Absolutwert des Zählwertes
tragen, sind mit einem Eingang eines Addierers 88 verbunden.
Der Ausgang des Addierers 88 ist mit einem ersten Eingang
einer Vergleichsstufe 90 verbunden. Einem zweiten Eingang
der Vergleichsschaltung 90 wird ein Schwellensignal THR
zugeführt.
Der Ausgang der Vergleichsschaltung 90 bildet das Ausgangssignal
des Tondetektors 10.In the digital sound detector 10 to 2 the input signal becomes a low pass filter 12 fed. The output of the low pass filter is with an input of a slicer 60 connected. The exit of the slicer 60 is with an input of through the correlation elements 62 . 64 . 66 and 68 formed correlator connected. The named input of the correlation elements 62 . 64 . 66 . 68 is with a first input of an EXCLUSIVE NOR gate 70 . 74 . 78 respectively. 82 connected. Second inputs of the EXCLUSIVE NOR gates 70 . 74 . 78 and 84 are with corresponding outputs of a reference signal generator 86 connected, which carry the output signals ϕ 1 , ϕ 2 , ϕ 3 and ϕ 4 . The output of the EXCLUSIVE NOR gate 70 [ 74 . 78 . 82 ] is with an UP / DOWN control input of an up / down counter 72 [ 76 . 80 . 84 ] connected. Each of the up / down counters 72 . 76 . 80 and 84 a clock signal and a reset signal are supplied. The outputs of the counters 72 . 76 . 80 and 84 , each carrying an output signal corresponding to the absolute value of the count, are with an input of an adder 88 connected. The output of the adder 88 is with a first input of a comparison stage 90 connected. A second input of the comparison circuit 90 a threshold signal THR is supplied. The output of the comparison circuit 90 forms the output signal of the sound detector 10 ,
Das Eingangssignal des Tondetektors 10 wird
von dem Tiefpassfilter 12 gefiltert und danach von dem Slicer 60 in
ein binäres
Signal umgewandelt. Das Ausgangssignal des Slicers 60 wird
in jedem der Korrelationselemente 62, 64, 66 und 68 mit
einem entsprechenden binären
Bezugssignal verglichen, das von dem Bezugssignalgenerator 86 erzeugt
wird. Die von dem Bezugssignalgenerator erzeugten Bezugssignale
haben eine wechselseitige Phasendifferenz von π/4. Der Vergleich des Ausgangssignals
von dem Slicer 60 mit dem Bezugssignal wird durch die EXKLUSIV-NOR-Gatter 70, 74, 78 und 82 durchgeführt. Das
Ausgangssignal eines EXKLUSIV-NOR-Gatters hat einen logischen Wert "0", wenn die beiden Eingangssignale je
einen anderen logischen wert haben, und einen logischen Wert "1", wenn die beiden Eingangssignale einen
gleichen logischen Wert haben.The input signal of the sound detector 10 is from the low pass filter 12 filtered and then by the slicer 60 converted into a binary signal. The output signal of the slicer 60 is in each of the correlation elements 62 . 64 . 66 and 68 compared to a corresponding binary reference signal generated by the reference signal generator 86 is produced. The reference signals generated by the reference signal generator have a mutual phase difference of π / 4. The comparison of the output signal from the slicer 60 with the reference signal is through the EXCLUSIVE NOR gates 70 . 74 . 78 and 82 carried out. The output signal of an EXCLUSIVE NOR gate has a logic value "0" if the two input signals each have a different logic value, and a logic value "1" if the two input signals have the same logic value.
Die Ausgangssignale der betreffenden
EXKLUSIV-NOR-Gatter 70, 74, 78 und 82 steuern
die Zählrichtung
entsprechender Vor-Rückwärtszähler 72, 76, 80 und 84.
Wenn das Ausgangssignal des Slicers denselben logischen Wert hat
wie das Bezugssignal, wird der Vor-Rückwärtszähler den Zählwert bei jedem Taktimpuls
steigern. Wenn das Ausgangssignal des Slicers einen logischen Wert
hat, der von dem logischen Pegel des Be zugssignals abweicht, wird
der Vor-Rückwärtszähler den
Zählwert
bei jedem Taktimpuls verringern. Wenn das Bezugssignal nahezu dieselbe
Phase hat wie das Ausgangssignal des Slicers, wird der Zählwert des
Vor-Rückwärtszählers schnell
zunehmen, was eine Anzeige für
einen großen
(positiven) Korrelationswert ist. Wenn das Bezugssignal nahezu dieselbe
Frequenz hat wie das Ausgangssignal des Slicers 60, aber
eine gegenüber
dem Ausgangssignal des Slicers 60 entgegengesetzte Phase,
wird der Zählwert
des Vor-Rückwärtszählers schnell
abnehmen, was eine Anzeige für
einen großen
(negativen) Korrelationswert ist. Wenn es zwischen dem Bezugssignal
und dem Ausgangssignal des Slicers 60 keine Korrelation
gibt, wird das Ausgangssignal des EXKLUSIV-NOR-Gatters mehr oder
weniger beliebig den logischen Wert "0" oder "1" annehmen. Dies bedeutet, dass der Vor
Rückwärtszähler den
Zählwert
auf beliebige Weise steigern und verringern wird, was zu einem mittleren
Zählwert
gleich Null führt.The output signals of the EXCLUSIVE NOR gates concerned 70 . 74 . 78 and 82 control the counting direction of corresponding up-down counters 72 . 76 . 80 and 84 , If the slicer's output signal has the same logic value as the reference signal, the up-down counter will increment the count value with each clock pulse. If the output signal of the slicer has a logic value that deviates from the logic level of the reference signal, the up-down counter will decrease the count value with each clock pulse. If the reference signal has almost the same phase as the output of the slicer, the count of the up-down counter will increase rapidly, which is an indication of a large (positive) correlation value. When the reference signal has almost the same frequency as the output of the slicer 60 , but one compared to the output signal of the slicer 60 opposite phase, the count of the up-down counter will decrease rapidly, which is an indication of a large (negative) correlation value. If there is between the reference signal and the output signal of the slicer 60 there is no correlation, the output signal of the EXCLUSIVE NOR gate will more or less arbitrarily assume the logic value "0" or "1". This means that the up-down counter will increment and decrement the count in any way, resulting in an average count of zero.
Die Absolut-Zählwerte der Vor-Rückwärtszähler 72, 76, 80 und 84 werden
von dem Addierer 88 periodisch addiert und der Vergleichsstufe 90 zugeführt, die
das Ausgangssignal des Addierers 88 mit einem Schwellenwert
THR vergleicht. Nach der Addition der Absolutwerte der Zählvorgänge werden
die Vor-Rückwärtszähler 72, 76, 80 und 84 durch
ein Rückstellsignal
R zurückgestellt.The absolute counts of the up-down counters 72 . 76 . 80 and 84 are from the adder 88 added periodically and the comparison level 90 fed the output signal of the adder 88 with a threshold THR. After the addition of the absolute values of the counting processes, the up-down counters 72 . 76 . 80 and 84 reset by a reset signal R.
Die Taktfrequenz ist im Allgemeinen
ein Vielfaches der Frequenz des zu detektierenden Tones. Dies führt zu einer
verbesserten Unterdrückung
von Störanteilen
in den Ausgangssignalen des Slicers 60. Wenn das Ausgangssignal
des Slicers 60 manchmal einen falschen logischen Wert hat,
und zwar wegen eines Störsignals,
wird in der Hälfte
der Fälle
eine "0" in eine "1" geändert
und in der Hälfte
der Fälle
wird eine "1" in eine "0" geändert.
Diese Fehler neigen dazu, dass sie einen Mittelwert gleich Null
haben, wenn eine Vielzahl von Taktzyklen je Periode des Bezugssignals
vorhanden ist.The clock frequency is generally a multiple of the frequency of the tone to be detected. This leads to an improved suppression of interference components in the output signals of the slicer 60 , If the output signal of the slicer 60 sometimes has an incorrect logic value because of an interference signal, a "0" is changed to a "1" in half the cases and a "1" is changed to a in half the cases "0" changed. These errors tend to have a zero mean value when there are multiple clock cycles per period of the reference signal.
3 zeigt
eine Anzahl Wellenformen, die in dem Tondetektor nach 2 vorhanden sind. Die Graphik 92 zeigt
das Taktsignal CLK, das dem Slicer 60 sowie den Vor-Rückwärtszählern 72, 76, 80 und 84 zugeführt wird.
Die Graphik 94 zeigt ein Ausgangssignal des Slicers 60.
Die Graphiken 96, 98, 100 und 102 zeigen die
Bezugssignale ϕ1, ϕ2, ϕ3 und ϕ4. Es ist ersichtlich, dass die Frequenz
des Taktsignals CLK der achtfachen Frequenz der Bezugssignale entspricht.
Wie oben erläutert,
führt dies
zu einer besseren Unterdrückung
der Störsignale. 3 shows a number of waveforms that appear in the tone detector 2 available. The graphics 92 shows the clock signal CLK, the slicer 60 as well as the up-down counters 72 . 76 . 80 and 84 is fed. The graphics 94 shows an output signal of the slicer 60 , The graphics 96 . 98 . 100 and 102 show the reference signals ϕ 1 , ϕ 2 , ϕ 3 and ϕ 4 . It can be seen that the frequency of the clock signal CLK corresponds to eight times the frequency of the reference signals. As explained above, this leads to better suppression of the interference signals.
Die Graphik 104 zeigt das
Ausgangssignal des EXKLUSIV-NOR-Gatters 70. Das genannte
Ausgangssignal hat während
der meisten Zeit einen logischen Wert "1".
In der Graphik 104 ist der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 72 als
eine Funktion der Zeit gegeben. Es ist ersichtlich, dass bei jedem
Taktimpuls des Taktsignals CLK der Zählwert um 1 gesteigert wird.
Vor dem ersten Taktimpuls ist der Zählwert gleich Null und bei
dem letzten Taktimpuls ist der Zählwert
auf +9 gestiegen.The graphics 104 shows the output signal of the EXCLUSIVE NOR gate 70 , The said output signal has a logic value "1" for most of the time. In the graphics 104 is the count value of the up-down counter 72 given as a function of time. It can be seen that the count value is increased by 1 for each clock pulse of the clock signal CLK. Before the first clock pulse the count value is zero and with the last clock pulse the count value has risen to +9.
Die Graphik 106 zeigt das
Ausgangssignal des EXKLUSIV-NOR-Gatters 74. In dem genannten
Ausgangssignal erscheinen die beiden logischen Werte "0" und "1",
aber der logische Wert "1" überherrscht einigermaßen. In
der Graphik 106 ist der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 76 als
eine Funktion der Zeit gegeben. Es ist ersichtlich, dass der Zählwert zunimmt,
wenn das Ausgangssignal des EXKLUSIV-NOR-Gatters einen Wert "1" hat und dass der Zählwert abnimmt, wenn der Wert
des Ausgangssignals des EXKLUSIV-NOR-Gatters den Wert "0" hat. Der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 76 nimmt
mit der Zeit zu, aber weniger schnell als der Zählwert des Vor-Rückwärtszählers 72.
Der Endwert ist hier +3.The graphics 106 shows the output signal of the EXCLUSIVE NOR gate 74 , The two logic values "0" and "1" appear in the output signal mentioned, but the logic value "1" is predominant to some extent. In the graphics 106 is the count value of the up-down counter 76 given as a function of time. It can be seen that the count increases when the output of the EXCLUSIVE NOR gate is "1" and that the count decreases when the value of the output of the EXCLUSIVE NOR gate is "0". The count value of the up-down counter 76 increases over time, but less rapidly than the count of the up-down counter 72 , The final value here is +3.
Die Graphik 108 zeigt das
Ausgangssignal des EXKLUSIV-NOR-Gatters 78. Die logfischen
Werte "0" und "1" erscheinen während nahezu gleichen Zeitteilen.
Dies führt
zu einer abwechselnden Vorwärts-
und Rückwärtszählung des
Vor-Rückwärtszählers 80.
Das Endergebnis ist ein Zählwert
gleich +1.The graphics 108 shows the output signal of the EXCLUSIVE NOR gate 78 , The logical values "0" and "1" appear during almost the same time periods. This leads to an alternating up and down counting of the up-down counter 80 , The end result is a count equal to +1.
Die Graphik 110 zeigt das
Ausgangssignal des EXKLUSIV-NOR-Gatters 78. Hier überherrscht
der logische Wert "0", was in den meisten
Fällen
zu der Rückwärtszählung des
Vor-Rückwärtszählers 84 führt, mit dem
Endergebnis von –3.The graphics 110 shows the output signal of the EXCLUSIVE NOR gate 78 , Here the logical value "0" prevails, which in most cases leads to the down-counting of the up-down counter 84 leads, with the final result of -3.
Wenn die Absolutwerte, der schlussendlichen
Zählungen
der Vor-Rückwärtszähler 72, 76, 80 und 84 addiert
werden, wird ein Wert gleich 16 gefunden, was das Vorhandensein
des zu detektierenden Tones angibt.If the absolute values, the final counts of the up-down counter 72 . 76 . 80 and 84 are added, a value equal to 16 is found, which indicates the presence of the tone to be detected.
In dem Tondetektor nach 4 wird einem Tiefpassfilter 12 ein
Eingangssignal zugeführt.
Der Ausgang des Tiefpassfilters 12 ist mit einem Eingang
eines Slicers 60 verbunden. Der Ausgang des Slicers 60 ist mit
vier Korrelatoren 112, 114, 116 und 118 verbunden.
Jeder der Korrelatoren umfasst vier Korrelationselemente 62, 64, 66 und 68 und
einen Addierer 88. Die Korrelationselemente in jedem der
Korrelatoren können auf
dieselbe Art und Weise konstruiert werden wie die Korrelationselemente
in 1 oder 2. Jedem der Korrelatoren 112, 114, 116 und 118 wird
ein entsprechendes Rückstellsignal
R1, R2, R3 und R4 zugeführt. Diese Rückstellsignale
werden nicht gleichzeitig zugeführt,
aber sie werden in der Zeit gleichmäßig verteilt. Die Ausgangssignale
der Korrelatoren 112, 114, 116 und 118 werden
mit Eingängen
eines Selektors 120 verbunden. Der Ausgang des Selektors 120 ist
mit einem ersten Eingang einer Vergleichsstufe 122 verbunden.
Einem zweiten Eingang der Vergleichsstufe 122 wird ein
Schwellenwert THR zugeführt.
Der Ausgang der Vergleichsschaltung 122 ist der Ausgang
des Tondetektors 10.In the sound detector after 4 becomes a low pass filter 12 an input signal supplied. The output of the low pass filter 12 is with an input of a slicer 60 connected. The exit of the slicer 60 is with four correlators 112 . 114 . 116 and 118 connected. Each of the correlators comprises four correlation elements 62 . 64 . 66 and 68 and an adder 88 , The correlation elements in each of the correlators can be constructed in the same way as the correlation elements in FIG 1 or 2 , Each of the correlators 112 . 114 . 116 and 118 a corresponding reset signal R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is supplied. These reset signals are not applied at the same time, but they are distributed evenly over time. The output signals of the correlators 112 . 114 . 116 and 118 with inputs of a selector 120 connected. The exit of the selector 120 is with a first input of a comparison stage 122 connected. A second input of the comparison stage 122 a threshold THR is applied. The output of the comparison circuit 122 is the output of the sound detector 10 ,
Der Tondetektor nach 4 kann verwendet werden, wenn die Eintreffzeit
des Tones nicht im Voraus bekannt ist. Der Tondetektor umfasst eine
Anzahl Korrelatoren, die sich während
zueinander verschobenen Messperioden in dem Messzustand befinden.
Auf diese Weise gibt es immer wenigstens einen Korrelator, der sich
während
des Vorhandenseins eines Signalisierungstones in dem Messzustand
befindet. Eine Bedingung dazu ist, dass die Dauer des Tones die Überlappung
zwischen den Messperioden zweier Korrelatoren, die nacheinander
zurückgestellt
werden, nicht übersteigt.The sound detector after 4 can be used if the sound's arrival time is not known in advance. The tone detector comprises a number of correlators which are in the measurement state during shifted measurement periods. In this way there is always at least one correlator that is in the measurement state during the presence of a signaling tone. A condition for this is that the duration of the tone does not exceed the overlap between the measurement periods of two correlators that are reset one after the other.
Der Selektor 120 bestimmt
den Inhalt des Addierers eines Korrelators am Ende der Messperiode
und führt
diesen Wert der Vergleichsstufe zu, und zwar zum Vergleichen mit
dem Schwellenwert. Daraufhin wird der Korrelator bewertet und zurückgestellt.
Diese Bewertung und Rückstellung
des Korrelators wird zyklisch durchgeführt.The selector 120 determines the content of the adder of a correlator at the end of the measurement period and supplies this value to the comparison stage for comparison with the threshold value. The correlator is then evaluated and reset. This evaluation and resetting of the correlator is carried out cyclically.
5 zeigt
das Timing der Bewertung und der Rückstellung der Korrelatoren
in dem Tondetektyor nach 4.
In der Graphik 121 nach 5 ist
das Timing des Rückstellsignals
R1, das dem Korrelator 112 zugeführt wird,
dargestellt. In den Graphiken 123, 127 und 129 ist
das Timing für
die Rückstellsignale
R2, R3 und R4 für
die Korrelatoren 114, 116 und 118 dargestellt.
Aus 5 dürfte es
einleuchten, dass die Korrelatoren auf zyklische Weise bewertet
und rückgestellt
werden. Es ist ebenfalls ersichtlich, dass es immer einen Korrelator
gibt, der sich während
des Vorhandenseins eines Signalisierungstones einer durch die Graphik 125 angegebenen
Dauer in dem Messzustand befindet, ungeachtet des Timings des Signalisierungstones.
Im Allgemeinen kann für
die Beziehung zwischen dem Rückstellintervall
(oder Messperiode) Tm und der Dauer Tt
one des zu detektierenden
Signalisierungstons Folgendes geschrieben werden: 5 shows the timing of the evaluation and the resetting of the correlators in the tone detector 4 , In the graphics 121 to 5 is the timing of the reset signal R 1 that the correlator 112 is shown. In the graphics 123 . 127 and 129 is the timing for the reset signals R 2 , R 3 and R 4 for the correlators 114 . 116 and 118 shown. Out 5 it is clear that the correlators are evaluated and reset in a cyclical manner. It can also be seen that there is always a correlator which, during the presence of a signaling tone, moves through the graphics 125 specified duration is in the measurement state, regardless of the timing of the signaling tone. In general, the following can be written for the relationship between the reset interval (or measurement period) T m and the duration T t one of the signaling tone to be detected:
In (2) ist n die Anzahl Korrelatoren.
Aus (2) ist ersichtlich, dass die Differenz zwischen der Messperiode und
der Tondauer abnimmt, wenn die Anzahl Korrelatoren zunimmt. Der
Vorteil einer Messzeit in dem Bereich der Tondauer ist, dass die
Messung nur dann durchge führt
wird, wenn es einen Ton gibt. Dies führt zu der Eliminierung eines
Störungsbeitrags
zu dem Ausgangssignal des Korrelators während des Fehlens des zu detektierenden
Tones. Dies führt
zu einer zuverlässigeren
Detektion des Signalisierungstons.In (2) n is the number of correlators.
From (2) it can be seen that the difference between the measurement period and
the tone duration decreases as the number of correlators increases. The
The advantage of a measuring time in the range of the tone duration is that the
Measurement only then carried out
when there is a sound. This leads to the elimination of one
disorder Post
to the output signal of the correlator during the absence of the one to be detected
Tones. this leads to
to a more reliable
Detection of the signal tone.
6 zeigt
eine alternative Implementierung des Tondetektors nach 2 unter Verwendung einer Vielzahl
von Korrelatoren. Die Anordnung nach 4 umfasst
einen ersten Satz von Speicherzellen mit den Speicherzellen 150, 158, 166 und 174,
einen zweiten Satz von Speicherzellen 114 mit den Speicherzellen 152, 160, 168 und 176,
einen dritten Satz von Speicherzellen 116 mit den Speicherzellen 154, 162, 170 und 178 und
einen vierten Satz von Speicherzellen 118 mit den Speicherzellen 156, 164, 172 und 180. 6 shows an alternative implementation of the sound detector 2 using a variety of correlators. The order after 4 comprises a first set of memory cells with the memory cells 150 . 158 . 166 and 174 , a second set of memory cells 114 with the memory cells 152 . 160 . 168 and 176 , a third set of memory cells 116 with the memory cells 154 . 162 . 170 and 178 and a fourth set of memory cells 118 with the memory cells 156 . 164 . 172 and 180 ,
Jeder Satz von Speicherzellen entspricht
einem Korrelator. Die Anordnung umfasst einen Satz von Zählern 119 mit
Zählern 182, 184, 186 und 188.
Diese Zähler
werden einmal je Periode des Taktsignals CLK aktualisiert. Die Richtung
der Aktualisierung wird bestimmt durch die von den EXKLUSIV-NOR-Gattern 70, 74, 78 und 82 in 2 erzeugten Vor-Rückwärtssignalen bestimmt.Each set of memory cells corresponds to a correlator. The arrangement comprises a set of counters 119 with counters 182 . 184 . 186 and 188 , These counters are updated once per period of the clock signal CLK. The direction of the update is determined by that of the EXCLUSIVE NOR gates 70 . 74 . 78 and 82 in 2 generated forward-reverse signals determined.
Zu dem Zeitpunkt, wo der Korrelator 112 bewertet
werden soll, werden die nachfolgenden Subtraktionen durchgeführt: der
Zählwert
des Zählers 182 weniger
des Inhaltes der Speicherzelle 150, der Zählwert des Zählers 186 weniger
des Inhaltes der Speicherzelle 166 und der Zählwert des
Zählers 188 weniger
des Inhaltes der Speicherzelle 174. Die Absolutwerte der
genannten Subtraktionen werden addiert und als Korrelationswert
benutzt. Daraufhin wird der Zählwert
des Zählers 182 in
die Speicherzelle 150 kopiert, der Zählwert des Zählers 184 wird
in die Speicherzelle 158 kopiert, der Zählwert des Zählers 186 wird
in die Speicherzelle 160 kopiert und der Zählwert des
Zählers 188 wird
in die Speicherzelle 174 kopiert. Dieser Kopiervorgang
entspricht dem Rückstellen
zu dem Zeitpunkt, der mit R1 des Satzes
von Zählern 112 in 4 assoziiert ist. Es sei
bemerkt, dass die Zähler 182, 184, 186 und 188 in
dem Satz von Zählern 119 niemals
rückgestellt
werden. Dasselbe geschieht mit dem Satz von Zählern 112, 116 und 118 zu
Zeitpunkten, die mit den Rückstellsignalen R2, R3 bzw. R4 assoziiert sind. Der Vorteil dieser Art
von Verarbeitung ist eine Reduktion der Größe der rechnerischen Komplexität, im Tausch
zu etwas größeren Speicheranforderungen.At the time when the correlator 112 the following subtractions are to be evaluated: the count value of the counter 182 less of the content of the memory cell 150 , the count value of the counter 186 less of the content of the memory cell 166 and the count of the counter 188 less of the content of the memory cell 174 , The absolute values of the subtractions mentioned are added and used as a correlation value. Thereupon the count value of the counter 182 into the memory cell 150 copied, the count value of the counter 184 is in the memory cell 158 copied, the count value of the counter 186 is in the memory cell 160 copied and the count value of the counter 188 is in the memory cell 174 copied. This copy operation corresponds to the resetting at the time with R 1 of the set of counters 112 in 4 is associated. It should be noted that the counter 182 . 184 . 186 and 188 in the set of counters 119 never be reset. The same thing happens with the set of counters 112 . 116 and 118 at times associated with the reset signals R 2 , R 3 and R 4 . The advantage of this type of processing is a reduction in the size of the computational complexity, in exchange for somewhat larger memory requirements.
In dem Flussdiagramm nach 7 haben die Inschriften
in den Blöcken
die nachfolgende Bedeutung:In the flow chart after 7 the inscriptions in the blocks have the following meaning:
In dem Programm nach dem Flussdiagramm
nach 7 wird eine Anzahl
Zähler
gleich der Anzahl Bezugssignale in jedem Korrelator verwendet. Diese
Zähler
werden in der Instruktion 130 alle auf Null gesetzt. In
der Instruktion 132 wird der EXKLUSIV-NOR-Wert aller Bezugssignale
und des gesliceten Eingangssignals berechnet, was zu einer Anzahl
EXKLUSIV-NOR-Werte führt,
gleich der Anzahl Bezugssignale. In der Instruktion 136 werden
alle Zähler
in Reaktion auf den berechneten EXKLUSIV-NOR-Wert angepasst. In
jedem Korrelator werden die Zähler,
die mit dem EXKLUSIV-NOR-Wert mit dem logischen Wert "0" assoziiert sind, verringert und die
Zähler,
die mit dem EXKLUSIV-NOR-Wert
mit dem logischen Wert "1" assoziiert sind,
werden gesteigert.In the program according to the flow chart 7 a number of counters equal to the number of reference signals is used in each correlator. These counters are in the instruction 130 all set to zero. In the instruction 132 the EXCLUSIVE NOR value of all reference signals and the sliced input signal is calculated, resulting in a number of EXCLUSIVE NOR values equal to the number of reference signals. In the instruction 136 all counters are adjusted in response to the calculated EXCLUSIVE NOR value. In each correlator, the counters associated with the EXCLUSIVE NOR value with logic value "0" are decreased and the counters associated with the EXCLUSIVE NOR value with logic value "1" are increased ,
In der Instruktion 138 wird
geprüft,
ob ein Korrelator bewertet werden soll, und zwar wegen des Ablaufs der
Messzeit. Diese Prüfung
erfolgt durch Überprüfung des
Wertes eines Abtastwertzählers
SCTR. Wenn dieser Zähler
einen vorbestimmten Wert erreicht hat, soll ein Korrelator bewertet
werden.In the instruction 138 it is checked whether a correlator should be evaluated because of the expiry of the measurement time. This check is carried out by checking the value of a sample counter SCTR. When this counter has reached a predetermined value, a correlator is to be evaluated.
In der Instruktion 140 werden
die Absolutwerte der Zählungen
der Zähler
des zu bewertenden Korrelators addiert. In der Instruktion 142 wird
geprüft,
ob diese Summe einen Schwellenwert THR übersteigt. Wenn die Summe den
Schwellenwert übersteigt,
wird an dem Ausgang des Detektors in der Instruktion 144 eine
Angabe des Vorhandenseins des zu detektierenden Tones gegeben. In
der Instruktion 146 werden alle Zähler des gerade bewerteten
Korrelators rückgestellt
und in der Instruktion 148 wird der Abtastwertzähler SCTR
rückgestellt.
In der Instruktion 149 wird der nächste zu bewertende Korrelator
selektiert. Diese Selektion erfolgt derart, dass alle Korrelatoren
zyklisch bewertet werden. Die Korrelatoren dürfen eine vorbestimmte Anzahl
Abtastwerte laufen, bevor sie wieder bewertet werden.In the instruction 140 the absolute values of the counts of the counters of the correlator to be evaluated are added. In the instruction 142 it is checked whether this sum exceeds a threshold THR. If the sum exceeds the threshold, the instruction will exit the detector 144 given an indication of the presence of the tone to be detected. In the instruction 146 all counters of the correlator just evaluated are reset and in the instruction 148 the sample counter SCTR is reset. In the instruction 149 the next correlator to be evaluated is selected. This selection is made in such a way that all correlators are evaluated cyclically. The correlators are allowed to run a predetermined number of samples before they are re-evaluated.
Wenn in der Instruktion 138 bestimmt
wird, dass keine Bewertung eines Korrelators durchgeführt zu werden
braucht, wird in der Instruktion 147 der Abtastzähler SCTR
gesteigert. Nach Beendigung der Instruktion 147 oder 149 springt
das Programm zu der Instruktion 132 um den nächsten Abtastwert
des Eingangssignals zu nehmen.If in the instruction 138 It is determined in the instruction that no assessment of a correlator needs to be performed 147 the scan counter SCTR increased. After completion of the instruction 147 or 149 the program jumps to the instruction 132 to take the next sample of the input signal.
Zum Steigern der Verarbeitungsgeschwindigkeit
des beschriebenen Programms ist es möglich, in der Instruktion 140 die
zu bewertenden Zählerwerte
zu zusätzlichen
Variablen zu übertragen
und mit der Instruktion 146 fortzufahren. Zur Bewertung
der Werte in den zusätzlichen
Variablen ist nun eine komplette Messperiode eines Korrelators verfügbar. Durch
Verwendung dieser Modifikation kann die Abtastrate wesentlich gesteigert
werden, oder die Verarbeitungsleistung des zu verwendenden Prozessors
kann auf entsprechende Weise verringert werden.In order to increase the processing speed of the described program, it is possible in the instruction 140 to transfer the counter values to be evaluated to additional variables and with the instruction 146 continue. A complete correlator measurement period is now available to evaluate the values in the additional variables. By using this modification, the sampling rate can be increased significantly, or the processing power of the processor to be used can be reduced accordingly.
Der Tondetektor nach der vorliegenden
Erfindung eignet sich durchaus dazu, in Software für einen
programmierbaren Prozessor implementiert zu werden. Die Parameter
des Tondetektors (Tonfrequenz, Frequenzauflösung) können auf sehr einfache Weise
durch Änderung
nur des Wertes einiger Konstanten geändert werden. Das Ergebnis
ist ein vielseitiger, zuverlässiger
Tondetektor mit einer niedrigen Implementierungskomplexität. In dem Übertragungssystem
nach 8 wird ein zu übertragendes
Signal einem Sender 202 zugeführt. Der Ausgang des Senders 202 trägt das zu übertragende
Signal, möglicherweise
in Kombination mit einem Signalisierungston. Dieser Ausgang ist über einen Übertragungskanal 204 mit
einem Terminal 206 gekoppelt. Der Eingang des Terminals 206 ist
mit einem Eingang eines Selektors 208 sowie mit einem Eingang
eines Tondetektors 210 verbunden.The sound detector according to the present invention is perfectly suitable for being implemented in software for a programmable processor. The parameters of the tone detector (tone frequency, frequency resolution) can be changed very simply by changing only the value of some constants. The result is a versatile, reliable tone detector with low implementation complexity. In the transmission system after 8th a signal to be transmitted becomes a transmitter 202 fed. The output of the transmitter 202 carries the signal to be transmitted, possibly in combination with a signaling tone. This output is over a transmission channel 204 with a terminal 206 coupled. The entrance to the terminal 206 is with an input of a selector 208 as well as with an input of a sound detector 210 connected.
Der Eingang des Tondetektors 210 ist
mit einem Eingang eines Tiefpassfilters 212 verbunden.
Der Ausgang des Tiefpassfilters 212 ist mit einer AVR-Schaltung 214 verbunden.
Der Ausgang der AVR-Schaltung 214 ist mit einem Eingang
eines Stärkenmessmittels 215 verbunden.
Der Eingang des Mittels 215 ist mit einem ersten Eingang
einer ersten Tonstärkenmessanordnung 216 sowie
mit einem Eingang einer zweiten Tonstärkenmessanordnung 218 verbunden.The entrance of the sound detector 210 is with an input of a low pass filter 212 connected. The output of the low pass filter 212 is with an AVR circuit 214 connected. The output of the AVR circuit 214 is with an input of a strength measuring device 215 connected. The receipt of the agent 215 is with a first input of a first tone measurement arrangement 216 and with an input of a second tone measurement arrangement 218 connected.
Der Ausgang der ersten Tonstärkenmessanordnung 216 ist
mit einem ersten Eingang eines Teilers 220 verbunden. Ein
Signal MAX1, das den Maximalwert des Ausgangssignals
der Stärkenmessanordnung 216 darstellt,
ist mit einem zweiten Eingang des Teilers 220 verbunden.The output of the first tone measurement arrangement 216 is with a first input of a divider 220 connected. A signal MAX 1 , which is the maximum value of the output signal of the strength measuring arrangement 216 is with a second input of the divider 220 connected.
Der Ausgang der zweiten Tonstärkenmessanordnung 218 ist
mit einem ersten Eingang eines Teilers 222 verbunden. Ein
Signal MAX2, das den Maximalwert des Ausgangssignals
der Stärkenmessanordnung 218 darstellt,
ist mit einem zweiten Eingang des Teilers 222 verbunden.The output of the second tone measurement arrangement 218 is with a first input of a divider 222 connected. A signal MAX 2 , which is the maximum value of the output signal of the strength measuring arrangement 218 is with a second input of the divider 222 connected.
Der Ausgang des Teilers 220 ist
mit einem ersten Eingang der Entscheidungsmittel 227 verbunden. Der
erste Eingang der Entscheidungsmittel 227 ist mit einem
ersten Eingang einer Vergleichsstufe 211 und mit einem
ersten Eingang eines Addierers 223 verbunden. Der Ausgang
des Teilers 22 ist mit einem zweiten Eingang der Entscheidungsmittel 227 verbunden.
Der zweite Eingang der Entscheidungsmittel 227 ist mit
einem ersten Eingang einer Vergleichsstufe 229 und mit
einem zweiten Eingang eines Addierers 223 verbunden. Der Ausgang
des Addierers 223 ist mit einem ersten Eingang einer Vergleichsstufe 225 verbunden.
Ein erstes Bezugssignal TH1 wird einem zweiten
Eingang der Vergleichsstufe 211 sowie einem zweiten Eingang
der Vergleichsstufe 229 zugeführt. Ein zweites Bezugssignal
TH2 wird einem zweiten Eingang der Vergleichsstufe 226 zugeführt.The exit of the divider 220 is the decision-making means with a first receipt 227 connected. The first receipt of the decision-making means 227 is with a first input of a comparison stage 211 and with a first input of an adder 223 connected. The exit of the divider 22 is the decision-making means with a second entrance 227 connected. The second entrance of the decision-making means 227 is with a first input of a comparison stage 229 and with a second input of an adder 223 connected. The output of the adder 223 is with a first input of a comparison stage 225 connected. A first reference signal TH 1 is a second input of the comparison stage 211 and a second input of the comparison stage 229 fed. A second reference signal TH 2 is a second input of the comparison stage 226 fed.
Ein Ausgang der Vergleichsschaltung 211,
der Vergleichsschaltung 225 und der Vergleichsschaltung 229 ist
mit einem entsprechenden Eingang eines UND-Gatters 213 verbunden.
Der Ausgang des UND-Gatters 213 ist mit einem Steuereingang
des Selektors 228 verbunden. Ein Telephonhörer und
ein LCD-Schrim 258 sind mit dem Selektor 228 verbunden.An output of the comparison circuit 211 , the comparison circuit 225 and the comparison circuit 229 is with a corresponding input of an AND gate 213 connected. The output of the AND gate 213 is with a control input of the selector 228 connected. A telephone handset and an LCD screen 258 are with the selector 228 connected.
Das Übertragungssystem nach 8 ist insbesondere vorgesehen
zum Verarbeiten von Doppelton-Signalen mit verschiedenen Stärken, auch
als "Twist" bezeichnet. In dem Übertragungssystem
nach 8 werden die zu übertragenden
Daten durch den Sender 202 über das Übertragungsmedium 204 zu
dem Terminal 206 übertragen.
In dem Terminal 206 werden die übertragenen Daten, die von
dem Terminal 206 empfangen werden, dem Hörer 256 oder
der (LCD) Wiedergabeanordnung 258 zugeführt, und zwar abhängig von dem
Empfang von zwei Signalsierungstönen.
Nachdem die Signalisierungstonsignale von dem Tondetektor 210 detektiert
worden sind, wird eine Änderung
durchgeführt.The transmission system after 8th is especially intended for processing double-tone signals with different strengths, also referred to as "twist". In the transmission system after 8th the data to be transmitted by the sender 202 via the transmission medium 204 to the terminal 206 transfer. In the terminal 206 will be the transmitted data from the terminal 206 be received, the listener 256 or the (LCD) display device 258 supplied, depending on the receipt of two signaling tones. After the signaling tone signals from the tone detector 210 have been detected, a change is made.
Das empfangene Signal wird von dem
Tiefpassfilter 212 gefiltert zum Eliminieren von Störsignalen
wie Rauschanteilen und Sprachanteilen außerhalb des Frequenzbereichs
entsprechend dem zu detektierenden Signalisierungston. Die AVR-Schaltung
schafft ein Ausgangssignal mit einer konstanten Ausgangsleistung
zu dem Eingang der Tonstärkenmessanordnungen 216 und 218.The received signal is from the low pass filter 212 filtered to eliminate interference signals such as noise components and speech components outside the frequency range in accordance with the signaling tone to be detected. The AVR circuit provides an output signal with a constant output power to the input of the tone measurement devices 216 and 218 ,
Die Tonstärkenmessanordnung 216 ist
vorgesehen zum Erzeugen einer Stärkenmessung
für den
ersten Ton und die Stärkenmessanordnung 218 ist
vorgesehen zum Erzeugen einer Stärkenmessung
für den zweiten
Ton. Die Stärkenmessanordnungen 216 und 218 umfassen
Korrelatoren nach 1, 2, 4 oder 6 und 7. Im falle eines CAS-Signal,
das in der oben genannten ADSL-Norm verwendet wird, hat der erste
Ton eine Frequenz von 2130 Hz und der zweite Ton hat eine Frequenz
von 2750 Hz. Das Ausgangssignal der Tonstärkenmessanordnung 216 wird
von dem Teiler 220 gegenüber dem maximal möglichen
Ausgangssignal der genannten Tonstärkenmessanordnung 216 normalisiert.
Dies bedeutet, dass der Ausgang des Teilers 220 zwischen
0 und einem vorbestimmten konstanten Wert variiert. Diese Normalisierung
wird gemacht zum Erhalten von Stärkenmessungen
mit demselben Bereich für
die beiden Tonsignalen, ungeachtet der (frequenzbestimmten) Differenzen
zwischen den Stärkensignalen
von den Stärkenmessanordnungen 216 und 218.The tone measurement arrangement 216 is provided for generating a strength measurement for the first tone and the strength measurement arrangement 218 is provided for generating a strength measurement for the second tone. The strength measuring arrangements 216 and 218 include correlators after 1 . 2 . 4 or 6 and 7 , In the case of a CAS signal, which is used in the ADSL standard mentioned above, the first tone has a frequency of 2130 Hz and the second tone has a frequency of 2750 Hz. The output signal of the tone measuring arrangement 216 is from the divider 220 compared to the maximum possible output si gnal of the above-mentioned volume measurement arrangement 216 normalized. This means that the output of the divider 220 varies between 0 and a predetermined constant value. This normalization is done to obtain strength measurements with the same range for the two tone signals regardless of the (frequency-determined) differences between the strength signals from the strength measurement arrangements 216 and 218 ,
An dem Ausgang des Addierers 223 ist
ein kombinierter Stärkenmesswert
verfügbar.
Die Vergleichsstufe 225 vergleicht den kombinierten Stärkenwert
mit dem Bezugswert TH2. Die Vergleichsstufen 227,
und 231 vergleichen die Stärkenwerte an den Ausgängen der
Teiler 220 bzw. 222 mit dem Bezugswert TH1. Wenn vorausgesetzt wird, dass das maximale
Ausgangssignal der Teiler 220 und 222 gleich 221 ist,
sind geeignete Werte für
den Schwellenwert TH1 und TH2 0,24
bzw. 0,8. Nur dann, wenn alle drei Schwellenwerte überschritten
werden, wird das Tonpaar von dem UND-Gatter 213 als vorhanden
betrachtet, was zu einer verbesserten Zuverlässigkeit der Entscheidung führt in dem
Fall, dass die zwei Tonsignale in ihrer Stärke verschieden sind.At the output of the adder 223 a combined strength metric is available. The comparison level 225 compares the combined strength value with the reference value TH 2 . The comparison levels 227 , and 231 compare the strength values at the outputs of the dividers 220 respectively. 222 with the reference value TH 1 . If it is assumed that the maximum output signal of the divider 220 and 222 equal 221 suitable values for the threshold values TH 1 and TH 2 are 0.24 and 0.8, respectively. Only when all three thresholds are exceeded will the pair of tones be from the AND gate 213 considered as present, which leads to an improved reliability of the decision in the event that the two sound signals are different in strength.
Es ist ersichtlich, dass es möglich ist,
auf die Vergleichsstufen 221 und 229 zu verzichten.
Dies wird zu weniger genauen Grenzen führen, die an den erforderlichen
Wert der einzelnen Stärkenmessungen
gestellt werden, aber es gibt noch immer den Vorteil einer besseren
Zuverlässigkeit
der Detektion durch den höheren Wert
von TH2.It can be seen that it is possible to go to the comparison levels 221 and 229 to renounce. This will result in less precise limits being placed on the required value of the individual strength measurements, but there is still the advantage of better reliability of detection due to the higher value of TH 2 .
In der Entscheidungsschaltung 227 nach 9 ist der erste Eingang
mit einem ersten Eingang einer Vergleichsschaltung 227 sowie
mit einem ersten Eingang einer Vergleichsschaltung 229 verbunden.
Ein zweiter Eingang der Entscheidungsschaltung 227 ist
mit einem ersten Eingang einer Vergleichsschaltung 231 und mit
einem ersten Eingang einer Vergleichsschaltung 233 verbunden.
Ein erstes Bezugssignal TH1 wird einem zweiten
Eingang der Vergleichsschaltung 227 sowie einem zweiten
Eingang der Vergleichsschaltung 233 zugeführt. Ein
drittes Bezugssignal TH3 wird einem zweiten
Eingang der Vergleichsschaltung 229 sowie einem zweiten
Eingang der Vergleichsschaltung 231 zugeführt.In the decision circuit 227 to 9 is the first input with a first input of a comparison circuit 227 and with a first input of a comparison circuit 229 connected. A second input of the decision circuit 227 is with a first input of a comparison circuit 231 and with a first input of a comparison circuit 233 connected. A first reference signal TH 1 becomes a second input of the comparison circuit 227 and a second input of the comparison circuit 233 fed. A third reference signal TH 3 becomes a second input of the comparison circuit 229 and a second input of the comparison circuit 231 fed.
Der Ausgang der Vergleichsschaltung 227 ist
mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 235 verbunden
und der Ausgang der Vergleichsschaltung 231 ist mit einem
zweiten Eingang eines UND-Gatters 235 verbunden. Der Ausgang
der Vergleichsschaltung 229 ist mit einem ersten Eingang
eines UND-Gatters 237 verbunden und der Ausgang der Vergleichsschaltung 231 ist
mit einem zweiten Eingang des UND-Gatters 237 verbunden.
Der Ausgang des UND-Gatters 235 ist mit einem ersten Eingang
eines ODER-Gatters 239 verbunden
und der Ausgang des UND-Gatters 237 ist mit einem zweiten
Eingang des ODER-Gatters 239 verbunden. Der Ausgang des
ODER-Gatters 239 bildet den Ausgang der Entscheidungsmittel 227.The output of the comparison circuit 227 is with a first input of an AND gate 235 connected and the output of the comparison circuit 231 is with a second input of an AND gate 235 connected. The output of the comparison circuit 229 is with a first input of an AND gate 237 connected and the output of the comparison circuit 231 is with a second input of the AND gate 237 connected. The output of the AND gate 235 is with a first input of an OR gate 239 connected and the output of the AND gate 237 is with a second input of the OR gate 239 connected. The output of the OR gate 239 forms the exit of the decision-making means 227 ,
In der Entscheidungsschaltung nach 9 wird vorausgesetzt, dass
der Bezugswert TH1 wesentlich kleiner ist
als TH3. Mögliche Werte von TH1 und TH3 sind 0,2 bzw.
0,4–0,5.
Der Ausgang des UND-Gatters 235 wird "1" sein,
falls und nur falls die normalisierte Stärkenmessung U16 den
Wert TH1 übersteigt und die normalisierte
Stärkenmessung
U18 den Wert TH3 übersteigt.
Der Ausgang des UND-Gatters 237 wird "1" sein,
falls und nur falls die normalisierte Stärkenmessung U18 den
Wert TH1 übersteigt und die Stärkenmessung
U16 den Wert TH3 übersteigt.
Dies bedeutet, dass der Ausgang eines der UND-Gatter 235 oder 237 eine "1" ist, wenn die Stärke eines der Tonsignale einen
Wert von 0,8 übersteigt
und der andere den Wert 0,2 übersteigt.
Folglich wird der Ausgang des ODER-Gatters 239 unter diesen Umständen "1" sein. Die Zuverlässigkeit der Detektion des
Tonpaares hat gegenüber
de4r bekannten Anordnung wesentlich zugenommen, weil es in der bekannten Anordnung
notwendig war, den Schwellenwert für die beiden Tonsignale auf
ein und demselben Pegel zu setzen (beispielsweise 0,2). Es ist ersichtlich,
dass falls das Tonpaar von der Entscheidungsschaltung nach 9 detektiert wird, die kombinierte
Tonstärkenmessung
großer
ist als 1. Folglich arbeiten die Entscheidungsmittel nach 9 auf Basis der kombinierten
Stärkenmessung
ohne dass diese wirklich berechnet wird.In the decision circuit after 9 it is assumed that the reference value TH 1 is significantly smaller than TH 3 . Possible values of TH 1 and TH 3 are 0.2 and 0.4-0.5, respectively. The output of the AND gate 235 will be "1" if and only if the normalized strength measurement U 16 exceeds the value TH 1 and the normalized strength measurement U 18 exceeds the value TH 3 . The output of the AND gate 237 will be "1" if and only if the normalized strength measurement U 18 exceeds the value TH 1 and the strength measurement U 16 exceeds the value TH 3 . This means that the output is one of the AND gates 235 or 237 a "1" is when the strength of one of the sound signals exceeds 0.8 and the other exceeds 0.2. Consequently, the output of the OR gate 239 be "1" under these circumstances. The reliability of the detection of the sound pair has increased significantly compared to the known arrangement, because in the known arrangement it was necessary to set the threshold value for the two sound signals to the same level (for example 0.2). It can be seen that if the tone pair from the decision circuit after 9 is detected, the combined tone measurement is greater than 1. Consequently, the decision means rework 9 based on the combined strength measurement without actually being calculated.
10 zeigt
ein erstes normalisiertes Stärkensignal
U20, das zweite normalisierte Ausgangsstärkensignal
U22 und die Summe des ersten und des zweiten
normalisierten Stärkensignals.
Diese normalisierten Stärkensignale
werden von dem Teiler 220, dem Teiler 222 bzw.
dem Addierer 223 berechnet. Aus 10 ist ersichtlich, dass im Falle eines
Null-Twistwertes die normalisierten Stärkensignale U20 und
U22 beide einen Wert 0,64 haben. Die Summe
dieser Signale ist 1.32. Ein geeigneter Schwellenwert TH2 ist 0,8 und ein geeigneter Schwellenwert
TH1 ist 0,24. Mit dieser Wahl wird ein Twist
von 6 dB von dem Detektor toleriert. Wenn nur das kombinierte Schwellensignal
mit einem Bezugswert verglichen wird, soll dieser Bezugswert größer sein als
1, damit Detektion eines einzelnen Tones als eine Kombination von
Tönen vermieden
wird. Eine geeignete Wahl könnte
ein Wert gleich 1,2 sein. 10 shows a first normalized strength signal U 20 , the second normalized output strength signal U 22 and the sum of the first and the second normalized strength signal. These normalized strength signals are from the divider 220 , the divider 222 or the adder 223 calculated. Out 10 it can be seen that in the case of a zero twist value, the normalized strength signals U 20 and U 22 both have a value of 0.64. The sum of these signals is 1.32. A suitable threshold TH 2 is 0.8 and a suitable threshold TH 1 is 0.24. With this choice, a 6 dB twist is tolerated by the detector. If only the combined threshold signal is compared to a reference value, this reference value should be greater than 1 in order to avoid detection of a single tone as a combination of tones. A suitable choice could be a value equal to 1.2.
Text in der
ZeichnungText in the
drawing
11
-
22 Bezugssignalgenerator 22 Reference signal generator
-
8 Selektor 8th selector
22
-
86 Bezugssignalgenerator 86 Reference signal generator
Fig.
7 Fig. 7
88th
-
208 Selektor 208 selector
